桥梁现场施工错误案例分析

2011-01-15陈咏梅许兆军

铁道建筑 2011年2期

关键词：挡块桥台梁体

陈咏梅，许兆军

(1.北京林业大学，北京 100083;2.中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京 100081)

桥梁现场施工错误案例分析

陈咏梅1，许兆军2

(1.北京林业大学，北京 100083;2.中国铁道科学研究院铁道建筑研究所，北京 100081)

桥梁的施工，要求精确严谨，稍有失误就可能导致危险发生。本文以日本桥梁施工中出现的支座安装错误和拉筋安装失误等三个施工失误为案例，分析了发生失误的原因，说明了补救改造措施。

施工错误预防

桥梁的施工应精确严谨，稍有失误就会导致工期拖延、费用增加甚至发生危险。参考日本土木建设综合情报杂志《日本コストラクション》中刊载的日本桥梁施工现场的错误案例，分析施工错误发生的原因，并说明改造措施和方法。

1 支座安装错误案例分析

1.1 工程概况

在安装桥梁的活动支座时，由于位置错误，致使在温度升高时地脚螺栓可能承受相当于断裂强度30倍的拉力，而一旦地脚螺栓受到损伤，在地震时将引发严重后果。

1995年5月，调查人员在钢梁下检查活动支座时，发现限位装置在桥台前侧面与支座限位挡块发生接触。此时温度为14℃。但是按照设计要求，即使是温度达到40℃，限位装置也不应该与支座限位挡块发生接触，按照调查当日气温，限位装置应该与支座限位挡块之间至少应有19 mm的距离。

按照设计要求，在温度和荷载条件变化时活动支座上的支座板应该与梁体一起伸缩，比如，在梁体伸展时，上支座板应该移向桥台的后侧面，而在梁体收缩时，上支座板应该向桥台的前侧面移动。但是，如果在地震时梁体的移动不受限制，就有落梁的危险。为此，设计限位装置，把上支座板的移动限制在一定范围内，当这个限位装置碰到支座限位挡块时，移动就会停止。本案中桥梁的设计是以沿桥轴方向移动40 mm为限，那么，在14℃的温度下，限位装置接触到支座限位挡块，就限制了梁体的移动，如果温度再升高，梁体不能再向桥台后侧面移动，这个活动支座也就失去了作用。

对上述情况进行的检算结果表明，在这种状态下，如果气温上升到50℃，与支座限位挡块连为一体的地脚螺栓会承受相当于断裂强度30倍的拉力，如果地脚螺栓受到损伤，在地震时会引发严重的后果。

1.2 安装错误原因分析

在安装支座时，限位装置与支座限位挡块之间的距离应该取决于施工时的温度。但是，该桥的施工图只规定了标准温度(10℃)下，限位装置与支座限位挡块的前侧面及桥台后侧面之间各保持20 mm的距离，没有规定施工时的环境温度。活动支座构造示意见图1，活动支座施工平面见图2。

设计要求施工者在架设桥台时，应该把现场设置限位装置的情况用照片加以记录，照片中要有在黑板上记录的缝隙设计值与实测值的数据，但施工管理照片集中没有这张照片，后来又发现，施工时限位装置的安装出现了错误。支座施工时间是1994年6月，施工当日温度是26℃。根据这天的气温计算，限位装置与桥台前侧面的距离应该保持在27 mm，而与桥台后侧面的距离应该保持在13 mm。但是，在实际操作中，把与桥台前侧面的距离定为10 mm，而与桥台后侧面的距离定为30 mm，实际误差达到17 mm，因而出现了在气温低于设计温度时，限位装置与支座限位挡块发生接触的情况。

1.3 支座改造措施

1995年，在梁体伸长量最大的6月份，进行了现场加固。先把地脚螺栓的螺母和夹板取下，把与支座限位挡块接触的限位装置一部分再装上新做的夹板，并用原来的螺母与地脚螺栓固定。活动支座加固工序见图3。

图1 活动支座构造示意

图2 活动支座施工平面(单位:mm)

图3 活动支座加固工序示意

2 固定支座安装失误

滋贺县在1996年—1997年之间进行了矢仓川河流改造工程，作为工程的一部分，在彦根市甲田町建造了长19.8 m，宽8.2 m的桥。两侧为桥台，梁部采用预应力混凝土结构。左右两岸的桥台均使用了6根直径600 mm的钢管桩，左岸钢管桩长20.5 m，右岸钢管桩长28 m。为了使钢管桩与桥台结为一体，每根桩的上部都配置了钢筋。左岸钢管桩每根配置8根d13钢筋，右岸钢管桩每根配置12根d16钢筋。

原设计方案是右岸一侧为固定支座，左岸一侧为活动支座，但是在施工时混淆了左岸与右岸，活动支座与固定支座的位置装错了，地震时，左岸桥台不稳定，见图4。

图4 桥梁支座结构示意

该桥两侧桥台都安装了防止地震时落梁的锚栓，直径46 mm。锚栓上有盖帽，在此基础上建造梁体。左岸的活动支座所用的锚栓盖帽为椭圆形(100 mm× 52 mm)，右岸的固定支座所用的锚栓盖帽为圆形，内径54.1 mm。但是在施工现场，左右岸的锚栓盖帽使用错误，根据检算，左岸的固定支座钢管桩的应力超过了地震时的允许值。钢管桩压应力为258.7 N/mm2，超过了允许应力值210 N/mm2。同时，钢管桩与桥台结合部的钢筋拉应力为826.2 N/mm2，大大超过了拉应力允许值240 N/mm2。

3 拉筋安装失误案例

3.1 拉筋安装概况

富山县1998年建造的道路桥，此桥横跨河流，桥长143 m，桥宽8.5 m，是地方道路改良工程的一部分。桥墩为钢筋混凝土结构。

桥墩是根据1996年修订的“道路桥设计规范”设计的耐震结构。设计要求，箍筋需使用直径25 mm的钢筋，按网格状配置，间距为75 cm，两端用拉筋挂住。但是，现场检查发现，拉筋并没有勾住箍筋，而是勾住了主筋。在这种情况下，箍筋未能与拉筋相连，在受到强烈地震时，不能抑制箍筋的膨胀变形，从而导致桥墩的黏结强度不足，降低了桥墩的水平抗震强度，见图5。